眼睛的颜色基因对于视网膜组织的健康至关重要

代谢途径由一系列生化反应的细胞开始组件转换成其他产品。越来越多的证据表明,代谢途径加上外部压力因素影响健康的细胞和组织。许多人类疾病,包括视网膜、神经退行性疾病与失衡代谢途径有关。伊丽莎白Knust带领的一组研究人员马克斯普朗克研究所的分子细胞生物学和遗传学在德累斯顿,德国描述这样一个代谢途径的重要作用在维持视网膜健康条件下的压力。他们研究了经典的果蝇基因朱砂,红衣主教,白色,和红色,最初几十年前的特点和命名由于他们眼睛的颜色色素作用,特别是苍蝇眼睛的棕色色素的形成。这些基因编码组件的犬尿氨酸通路,其活动将各个步骤的色氨酸转化为其他产品。在这项研究中,作者强调了这种代谢途径在视网膜的功能健康,独立于它的作用,色素的形成。

犬尿氨酸通路是一种进化保守的代谢途径,调节各种各样的生物过程。它的破坏会导致有毒或保护生物分子或代谢物的积累,可以恶化或改善,分别大脑的健康,包括视网膜。知识这一重要代谢途径最近延长研究小组,由伊丽莎白Knust MPI-CBG荣誉退休的妇女主任,在他们发表在《公共科学图书馆遗传学》杂志上。意识到这非凡的保护代谢途径的基因调节,采用果蝇作为一个模型系统来解决单个代谢物的作用在视网膜的健康。研究人员观察了四种基因-朱砂,红衣主教,白色和红色——命名的眼睛颜色异常损失后苍蝇。“自从犬尿氨酸通路是守恒的从果蝇到人类,我们问是否这些基因调节视网膜色素形成健康独立的角色,“Sarita Hebbar说,这项研究的主要作者之一。

发现这一点,科学家利用结合遗传、饮食变化,代谢和生化分析研究不同的突变果蝇,黑腹果蝇。索非亚Traikov,作者开发了一种方法生化犬尿氨酸通路的代谢物的分析。这使得研究人员联系不同代谢物水平视网膜的健康状态。他们发现一个代谢物,3-hydroxykynurenine (3 oh-k)是损害视网膜。更重要的是,他们可以表明,变性的程度受到有毒3 oh-k之间的平衡和保护代谢物,如犬尿酸(KYNA),而不只是由他们的绝对数量。Sarita继续说:“我们还喂两个代谢物正常(non-mutant)苍蝇,发现3 oh-k增强压力诱导视网膜损伤,而KYNA保护视网膜免受与压力相关的损害。“这意味着视网膜健康在一定条件下可以提高通过改变犬尿氨酸途径的代谢产物的比例。

此外,通过针对这四个基因,因此通路内的四个不同的步骤,研究人员不仅能够证明3 oh-k的积累,而且它的位置在细胞中,因此其可用性在进一步反应,对视网膜的健康是很重要的。

“这项工作表明犬尿氨酸通路不仅在色素的形成很重要,但个人代谢物水平满足维持视网膜健康的重要角色,”伊丽莎白Knust说,负责监督这项研究。她总结说,“在未来,各种代谢产物的比例和他们的积累和活动的具体地点在治疗策略应考虑疾病犬尿氨酸通路功能受损,在各种神经退行性条件。”

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